Buzzer activ, 5V, diametru 12 mm, 85 dB

Acest tutorial foloseste placa Arduino Uno R3, alimentata de la calculator prin cablul USB. Buzzerul activ de 5 V cu diametrul de 12 mm are in carcasa un mic oscilator, deci scoate singur un ton fix atunci cand i se aplica tensiune continua.

Il folositi in proiecte pentru semnalizari sonore, de exemplu confirmarea unei apasari de buton, alarme, avertizari de depasire a unui prag sau sonerii.

Cum functioneaza:

Un buzzer pasiv este doar un traductor. Are nevoie de un semnal alternativ de la microcontroler, iar inaltimea sunetului depinde de frecventa acelui semnal. Buzzerul activ are in plus circuitul oscilator, deci pentru sunet ii aplicati 5 V continui, iar la oprirea tensiunii sunetul se opreste. Tonul are o frecventa fixa de aproximativ 2.3 - 2.4 kHz, iar volumul este de cel putin 85 dB la 10 cm.

Din acest motiv, programul comanda buzzerul cu digitalWrite(8, HIGH) pentru sunet si digitalWrite(8, LOW) pentru liniste. Functia tone() nu este necesara si nu schimba inaltimea sunetului. Ritmul bipurilor il stabiliti prin durata cat pinul ramane in HIGH si in LOW.

Consumul nominal este de maximum 30 mA la 5 V. Un pin al microcontrolerului ATmega328P de pe Arduino Uno suporta maximum 40 mA, iar valoarea recomandata este de 20 mA. Conectat direct, buzzerul se afla sub limita absoluta, dar peste valoarea recomandata. Pentru teste scurte conexiunea directa este potrivita.

Pentru functionare indelungata sau cand nu sunteti siguri, comandati buzzerul printr-un tranzistor NPN, de exemplu 2N2222 sau BC547, cu o rezistenta de 1 kohm in baza.

Conectare:

Alimentati placa Arduino Uno R3 de la calculator prin cablul USB. Buzzerul primeste cei 5 V direct de la pinul D8, care lucreaza la nivel logic de 5 V, deci nu aveti nevoie de convertor de nivel. Respectati polaritatea, deoarece buzzerul conectat invers nu scoate niciun sunet. Pinul pozitiv este cel mai lung si este marcat cu semnul + pe eticheta de deasupra.

Daca buzzerul are lipita pe fata superioara eticheta cu textul REMOVE SEAL AFTER WASHING, o puteti dezlipi dupa lipire sau spalare, deoarece buzzerul suna mai tare fara ea.

Placa si biblioteci:

In Arduino IDE selectati la Tools > Board placa Arduino Uno, din pachetul Arduino AVR Boards, care vine instalat cu Arduino IDE. Daca nu il aveti, il adaugati din Boards Manager. La Tools > Port alegeti portul COM sau tty al placii. Programul nu foloseste nicio biblioteca, deci nu trebuie instalata niciuna.

Codul:

Programul de mai jos face buzzerul sa emita bipuri scurte, apoi o pauza mai lunga, si afiseaza fiecare pas pe monitorul serial.

/*
  Active buzzer 5 V, 12 mm - beep test
  Board: Arduino Uno (Tools > Board > Arduino AVR Boards > Arduino Uno)
  Libraries: none needed
  Wiring:
    Buzzer + (long lead, marked with +) -> Arduino D8
    Buzzer - (short lead)               -> Arduino GND (digital header, next to AREF)
*/
const int BUZZER_PIN = 8;                   // Digital pin that drives the buzzer
const unsigned long BEEP_MS = 200;          // Duration of one beep in milliseconds
const unsigned long PAUSE_MS = 300;         // Pause between beeps in milliseconds
const unsigned long LONG_PAUSE_MS = 1500;   // Longer pause after a group of beeps
int beepCount = 0;                          // Number of beeps emitted so far
void setup() {
  pinMode(BUZZER_PIN, OUTPUT);              // Set the buzzer pin as output
  digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW);            // Make sure the buzzer is silent at start
  Serial.begin(9600);                       // Start the serial monitor at 9600 baud
  Serial.println("Active buzzer test started");
}
void loop() {
  beepCount++;                              // Count this beep
  digitalWrite(BUZZER_PIN, HIGH);           // Apply 5 V: the built-in oscillator makes the sound
  Serial.print("Beep ");
  Serial.print(beepCount);
  Serial.println(" ON");
  delay(BEEP_MS);                           // Keep the buzzer on for the beep duration
  digitalWrite(BUZZER_PIN, LOW);            // Remove the voltage: the buzzer goes silent
  Serial.print("Beep ");
  Serial.print(beepCount);
  Serial.println(" OFF");
  if (beepCount % 3 == 0) {
    delay(LONG_PAUSE_MS);                   // Longer pause after every third beep
  } else {
    delay(PAUSE_MS);                        // Short pause between beeps
  }
}

Cum functioneaza codul:

Constanta BUZZER_PIN are valoarea 8 si indica pinul la care este conectat pinul + al buzzerului. Constantele BEEP_MS, PAUSE_MS si LONG_PAUSE_MS stabilesc durata unui bip, durata pauzei dintre bipuri si pauza mai lunga de dupa un grup de bipuri, in milisecunde. Variabila beepCount numara bipurile emise.

In functia setup() pinul 8 este configurat ca iesire cu pinMode(), apoi este pus pe LOW, ca buzzerul sa nu sune la pornire. Tot aici se deschide portul serial la 9600 baud si se afiseaza un mesaj de start.

In functia loop() programul pune pinul pe HIGH, asteapta BEEP_MS, apoi il pune pe LOW. La fiecare bip, beepCount creste si se tipareste un mesaj. Dupa fiecare grup de trei bipuri se face o pauza mai lunga, iar dupa celelalte bipuri o pauza scurta, ca sa distingeti clar ritmul.

Rezultat:

Deschideti Serial Monitor din Arduino IDE si setati viteza la 9600 baud. La fiecare mesaj de tipul Beep ON auziti un bip scurt, iar la Beep OFF buzzerul tace. Exemplu de iesire:

Active buzzer test started
Beep 1 ON
Beep 1 OFF
Beep 2 ON
Beep 2 OFF
Beep 3 ON
Beep 3 OFF
Beep 4 ON
Beep 4 OFF
Beep 5 ON
Beep 5 OFF

Probleme frecvente:

Buzzerul nu scoate niciun sunet. Cauza cea mai des intalnita este polaritatea inversata sau un contact slab. Verificati ca pinul lung, marcat cu +, merge la D8 si pinul scurt la GND. Verificati si ca firele sunt bine introduse in conectori.

Buzzerul suna continuu, chiar si dupa incarcarea programului. Daca pinul + este conectat din greseala la 5 V in loc de D8, buzzerul primeste tensiune permanent. Mutati firul pe D8 si verificati ca programul s-a incarcat.

Sunetul este slab sau infundat. Eticheta de pe fata superioara acopera orificiul acustic. Dezlipiti-o dupa lipire si spalare. Montati buzzerul si astfel incat orificiul sa nu fie blocat de carcasa sau de un fir.

Placa se reseteaza sau pinul se incalzeste la functionare indelungata. Buzzerul consuma pana la 30 mA, peste valoarea recomandata de 20 mA pentru un pin al ATmega328P. Comandati buzzerul printr-un tranzistor NPN, de exemplu 2N2222 sau BC547, cu o rezistenta de 1 kohm in baza, cu emitorul la GND, colectorul la pinul - al buzzerului si pinul + la 5 V.

Nu se vad mesaje pe monitorul serial. Verificati ca viteza din Serial Monitor este 9600 baud si ca la Tools > Port este selectat portul placii.

Limitari si sfaturi:

Buzzerul activ emite un singur ton fix, de aproximativ 2.3 - 2.4 kHz. Pentru melodii sau tonuri diferite aveti nevoie de un buzzer pasiv, comandat cu tone().

Tensiunea nominala este de 5 V continui, iar tensiunea alternativa nu trebuie aplicata. Ritmul bipurilor il schimbati din duratele BEEP_MS, PAUSE_MS si LONG_PAUSE_MS.

Puteti construi mai departe o alarma care suna cand o valoare citita de un senzor depaseste un prag, sau un semnal sonor de confirmare la apasarea unui buton. In acest caz folositi tranzistorul NPN pentru functionare indelungata.